(57)【要約】  携帯性に優れ、小型化または閉じ通話が可能であり、ＳＡＲ値を低減しつつ広帯域化が可能な携帯無線機を提供すること。  前記携帯電話の外装をなす筐体と、前記筐体内に配設された回路基板と、前記回路基板の一方の短辺に近接して配設されたアンテナ素子と、前記回路基板の少なくとも一方の長辺側かつ前記アンテナ素子側に前記筐体の側壁に沿って接続された板金と、を備え、前記板金の前記回路基板に接続されていない側が開放されるように構成する。
2011155213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯電話の外装をなす筐体と、
前記筐体内に配設された回路基板と、
前記回路基板の一方の短辺に近接して配設されたアンテナ素子と、
前記回路基板の少なくとも一方の長辺側かつ前記アンテナ素子と同じ面側に前記筐体の側壁に沿って接続された板金と、を備え、
前記板金の前記回路基板に接続されていない側が開放されていること、を特徴とする携帯無線機。
【請求項２】
前記板金の長さが前記回路基板の長辺の長さの略２５％以上であること、を特徴とする請求項１に記載の携帯無線機。
【請求項３】
前記板金と前記回路基板との接続は、略λ／４未満の間隔で複数点設けること、を特徴とする請求項１または２に記載の携帯無線機。
【請求項４】
前記アンテナ素子の電気長が略（５／８）λ以下であること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の携帯無線機。
【請求項５】
前記アンテナ素子が２つ以上の周波数帯に対応すること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の携帯無線機。
【請求項６】
前記アンテナ素子の比帯域が略５％以上であること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の携帯無線機。
【請求項７】
前記アンテナ素子の構成がＰＩＦＡ（逆Ｆアンテナ）であること、を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の携帯無線機。
【請求項８】
通話状態における大きさが１２０×４５ｍｍ以下であること、を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の携帯無線機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型または閉じ通話状態が可能な携帯電話機において、アンテナの広帯域化を図りつつ、比吸収率ＳＡＲ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）特性を改善するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機などの通信端末装置は、通話状態での筐体サイズが従来の折畳式携帯電話機と比較して小型のＢａｒ構造やスライド構造が多く普及している。特に、今後主流となるスマートフォン端末においてこの構造が多い。【０００３】
一方、アンテナの給電構造には、大別して平衡系と不平衡系があるが、携帯電話機のように複数の周波数帯を使用する場合には、広帯域性から不平衡系を用いるのが一般的である。 不平衡系にすることでアンテナ電流を基板グランドにも強く流し、アンテナとして動作する体積を確保して広帯域化と高利得化を図っている。【０００４】
例えば、筐体内の回路基板やシールド部材などをアンテナ素子として利用し、筐体全体をアンテナとして動作させることでアンテナ電流を分散させ、広帯域化とＳＡＲ値低減化の両立を実現する方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。また、実装基板にグランド部と非グランド部を設け、非グランド部に配置したアンテナ素子や放射電極とグランド部との間に空間を持たせてそれらを離すことにより、広帯域化とＳＡＲ値低減化の両立を実現する方法も知られている（例えば、特許文献３参照）。また、薄型の端末においては、不平衡系であるＰＩＦＡ（板状逆Ｆアンテナ）の素子形状において、給電点とグランド点との間にスリットを設け、かつエレメントを３つ形成する構成により、広帯域化を実現する方法が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特許第３５３８１３４号公報
【特許文献２】日本国特許第３８３０７７３号公報
【特許文献３】日本国特許第４１２６６６４号公報
【特許文献４】日本国特開２００７−１２３９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、不平衡系のアンテナを搭載した場合、アンテナ電流が基板グランドにも強く流れる性質から、筐体サイズが小さくなるとアンテナ電流分布密度は高くなる。つまり、筐体が小型であればあるほど、アンテナの配置に係らず、筐体全体の電流分布密度が高くなり、ＳＡＲ値が高くなるという課題がある。したがって、一般的に、小型の端末において広帯域化とＳＡＲ値低減化の両立は困難となる。【０００７】
よって、特許文献１及び２に示された構成では、筐体全体にアンテナ電流を分散させているため、筐体が大きい場合には効果が得られるが、小型の端末には適さない。また、特許文献３に示された構成は、空間部分を確保しており、これは筐体サイズを大きくすることと等価であり、筐体の大型化は避けられない。【０００８】
さらに、特許文献４に示された構成では、ＰＩＦＡの素子形状を工夫することにより基板グランドに流れるアンテナ電流を低減して手による影響を軽減しているが、これは、基板グランドとアンテナ素子に分布するアンテナ電流の比率を変えて、アンテナ素子に集中させているだけである。これを小型の端末で実現した場合、アンテナ素子の配置に係らず、頭部とアンテナ素子は常に近接するため、ＳＡＲ値が高くなることが懸念される。【０００９】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、ＳＡＲ特性を改善できるとともに、アンテナの広帯域化を図ることができ、しかも小型または閉じ通話状態が可能な携帯電話機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の携帯無線機は、携帯電話機の外装をなす筐体と、前記筐体内に配設された回路基板と、前記回路基板の一方の短辺に近接して配設されたアンテナ素子と、前記回路基板の少なくとも一方の長辺側かつ前記アンテナ素子と同じ面側に前記筐体の側壁に沿って接続された板金とを備え、前記板金の前記基板に接続されていない側が開放されるように構成する。【００１１】
上記構成によれば、携帯性に優れた小型の端末において、筐体サイズを大型化することなくＳＡＲ特性を改善しつつ、広帯域化を図ることができる。【００１２】
また、前記板金の長さが前記回路基板の長辺の長さの略２５％以上とする。【００１３】
上記構成によれば、板金を回路基板の長辺全体に設けた場合とほぼ同等の効果が得られる。【００１４】
また、前記板金と前記回路基板との接続は、略λ／４未満の間隔で複数点設ける。【００１５】
上記構成によれば、簡易な接続方法により板金と回路基板とのグランドを面状で半田付けした場合とほぼ同等の効果が得られる。【００１６】
また、前記アンテナ素子の電気長が略（５／８）λ以下である。【００１７】
上記構成によれば、ＳＡＲ特性を改善しつつ、広帯域化を図ることができる。【００１８】
また、前記アンテナ素子が２つ以上の周波数帯に対応する。【００１９】
上記構成によれば、ＳＡＲ特性の改善と、広帯域化の両立が可能である。【００２０】
また、前記アンテナ素子の比帯域が略５％以上とする。【００２１】
上記構成によれば、ＳＡＲ特性の改善と、広帯域化の両立が可能である。【００２２】
また、前記アンテナ素子の構成がＰＩＦＡとする。【００２３】
上記構成によれば、ＳＡＲ特性の改善と、広帯域化の両立が可能である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、携帯性に優れ、小型化または閉じ通話が可能であり、ＳＡＲ値を低減しつつ広帯域化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る携帯無線機を示す図
【図２】（ａ）本発明の実施形態に係る基本構成を示す斜視図、（ｂ）本発明の実施形態に係る基本構成を示す短辺における側面図、（ｃ）本発明の実施形態に係る基本構成を示す長辺における側面図
【図３】本発明の実施形態に係る基本構成において、板金と電子部品との距離の一例を示す図
【図４】本発明の実施形態に係る基本構成において、回路基板上のシールドケースの基板長辺端部側の一部が突出した形状を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機１００の一例であり、図２は本発明の第１の実施形態における基本構成を示す（ａ）斜視図、（ｂ）短辺側の側面図及び（ｃ）長辺側の側面図である。
【００２７】
図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態に係る携帯無線機１００は筐体サイズが略１２０ｍｍ×略４５ｍｍのＢａｒ構造であり、その携帯無線機１００の筐体の内部には、回路基板１、音孔部２、表示部３が配設される。また、回路基板１の一方の短辺で、かつ音孔部２が配設されている面と逆側にアンテナ部が配設される。
【００２８】
アンテナ部はアンテナ素子４、給電部５、短絡部６により形成され、電話やデータ通信などの通信を行うためのアンテナとして動作する。回路基板１には、通信機能に係る電子部品等が配設され、少なくとも一部にはグランドパターンなどによりグランド部が形成される。アンテナ部は給電部５を介して回路基板１より給電され、短絡部６を介して回路基板１のグランド部に接続される。音孔部２は各種音の出力を行い、表示部３は各種表示を行う。
【００２９】
回路基板１の長辺でかつアンテナ素子側において、筐体の厚み方向に沿って板金７及び８を配置し、板金７及び８の一辺は回路基板のグランド部と接続し、対向する一辺は開放される。板金７及び８とグランド部との接続は、例えば、リフロー方式を用いて半田付けする。
【００３０】
次に、アンテナ電流分布密度とＳＡＲ特性について説明する。
【００３１】
一般的に、アンテナ素子４の長さが略λ／４である場合には、アンテナ電流分布のピークが給電部５の近傍に存在し、アンテナ電流はアンテナ素子４のみならず回路基板１のグランド部に強く励起され、グランド部からも放射することとなる。よって、アンテナ電流分布密度はグランド部の面積が支配的になる。
【００３２】
通話状態においては、回路基板１と頭部、特に頬とが近接するため、回路基板１が小さければ小さいほどアンテナ電流分布密度は高くなり、局所ＳＡＲ値は高くなりがちである。
【００３３】
本発明では、板金７及び８を追加し、板金７及び８の長辺の一方をグランド部と接続することで回路基板１のグランド部に分布するアンテナ電流を板金７及び８にも分散させ、なおかつ、アンテナ電流が最も集中しやすいグランド端部、つまり板金開放端部７ａ及び８ａを開放することで、筐体中央部の電流分布密度を下げ、ＳＡＲ値が低減するものである。
【００３４】
なお、本実施形態では、板金７及び８を追加した構成としているが、回路基板１のグランド部を拡張して構成してもよい。また、携帯無線機１００にもともと存在している金属シャーシ等を利用してもよいし、フレキシブル基板で筐体側壁の形状に合わせて貼り付ける構成でもあってもよい。
【００３５】
また、板金７及び８の長さは、回路基板１のグランド部の長さの２５％以上であれば一定の効果がえられるが、これ未満であっても効果は小さいが得られる。
【００３６】
また、板金７及び８と回路基板１のグランド部との接続はリフロー方式を用いて半田付けする構成としているが、バネを用いて接点を設ける構成や、ネジなどを用いて接触させる構成であっても、それぞれの接続点において電気的に導通していればよい。また、接点は、λ／４未満の間隔で複数点設けるのがよい。
【００３７】
また、板金７及び８は回路基板１の長辺両側に配置するのが望ましいが、どちらか一方のみの配置であっても一定の効果は得られる。
【００３８】
また、アンテナ素子４を、素子長が略λ／４のＰＩＦＡ構成としているが、モノポールアンテナ構成など、グランド部にアンテナ電流が分布する構成であれば同様の効果が得られ、本実施形態のアンテナ構成に限るものではない。
【００３９】
また、音孔部２とアンテナ部とが回路基板１に対して対向する面に配設しているが、これらが回路基板１の同じ面に配設されていても同様の効果が得られる。
【００４０】
なお、本発明に係る携帯無線機１００は、スライド型、折畳式や回転式の携帯無線機であっても、小型の携帯無線機であれば一定の効果は得られる。本実施形態ではそのサイズを略１２０ｍｍ×４５ｍｍとしているが、このサイズより大きくてもある一定の効果は得られるが、小さいほうがその効果はより大きい。
（第２の実施形態）
本実施形態では基板上に箱型のシールドケースがあって、その外側に別に立ち壁を置く構造を想定する。
図３は、本発明の第２の実施形態における基本構成を示す斜視図である。
【００４１】
図３において、図２（ａ）に示す符号と同一の符号を付すものは同一の構成要素を示しており、その詳細な説明を省略する。
【００４２】
図３に示す本実施形態の基本構成は、図２（ａ）における回路基板１にシールドケース９、１０追加したものである。
【００４３】
シールドケース９及び１０は、例えば、通信機能に係る無線回路ＩＣ及び各種制御を行うＣＰＵなどの不要輻射を抑制するために配置する箱型の導電性のケースである。シールドケース９及び１０は、回路基板１のグランド部に短絡され、シールドケース９及び１０とグランド部とは高周波的に同電位となる。
【００４４】
板金の開放端部７ａとシールドケース９、また板金の開放端部８ａとシールドケース１０とは、略１ｍｍ以上の距離を離して配置する。
【００４５】
これは、板金がシールドケースと接触する場合や極めて近接する場合には、板金とシールドケースとが高周波的に接続されて同電位となるため、板金の一辺が開放されず、アンテナ電流分布を分散させる効果は得られない。
【００４６】
したがって、本構成によれば、回路基板１に搭載されるシールドケース９及び１０が板金７及び８に近接している場合であっても、アンテナ電流が板金７または８に分散され、ＳＡＲ値が低減されることになる。
【００４７】
なお、本実施形態ではシールドケースとしたが、各種ＩＣやカメラモジュール、マイクロＳＤカードホルダ、電池など回路基板に配置された各種電子部品と板金との距離は１ｍｍ以上離すような構成がよい。
（第３の実施形態）
本実施形態では基板両サイドだけシールドケースの壁が突出する構造（壁と両サイドのシールドケースを共用）を想定する。
図４は、本発明の第３の実施形態における基本構成を示す斜視図である。
【００４８】
図４において、図２（ａ）に示す符号と同一の符号を付すものは同一の構成要素を示しており、その詳細な説明を省略する。
【００４９】
図４に示す本実施形態の基本構成は、図３における板金７及び８を削除し、シールドケース９及び１０において、シールドケースの一部が回路基板の長辺側端部に位置する場合において、シールドケースの一面９ａまたは１０ａが、９ｂまたは１０ｂよりも突出させる形状としたものである。
【００５０】
本構成によれば、新たに板金を追加することなく、もともと回路基板上に存在しているシールドケースを利用して、アンテナ電流分布を分散させ、ＳＡＲ値を低減することができる。
【００５１】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、2010年6月10日出願の日本特許出願No.2010-132661に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、携帯性に優れ、小型化または閉じ通話が可能であり、ＳＡＲ特性を低減しつつ広帯域化が可能な携帯無線機として有用である。
【符号の説明】
【００５３】
１００  携帯無線機
１  回路基板
２  音孔部
３  表示部
４  アンテナ素子
５  給電部
６  短絡部
７、８  板金
７ａ、８ａ  板金開放端部
９  シールドケース
１０  シールドケース
９ａ、９ｂ  シールドケースの一面
１０ａ、１０ｂ  シールドケースの一面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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